[0057] (3)设计新型的加热炉串级并联双交叉限幅燃烧控制系统
[0058]通过以上设计，可以得到加热炉炉内混合煤气的动态热值偏差值Qd和残氧含量数 据γ，将这两个参数按加权算法计算，可以得到加热炉各段σ值的修正因子S:
[0059] δ = Q〇Xa+ γ Xb (3)
[0060] 其中，心各段燃烧系数修正因子;a、b:加权系数，可根据各段生产负荷变化情况进 行调整。得到了各段的3值，在与原来的燃烧系数σ值的进行比较，得到修正后的 〇值，
[0061 ] 〇 = 〇'+δ (4)
[0062]其中，0'为修正前的燃烧系数，σ为修正后的燃烧系数。
[0063] 将〇值参与到串级并联双交叉限幅控制回路中，就可以使得空气、煤气流量动态地 响应残氧含量和混合煤气热值的变化情况。改进后的控制策略如图1所示。
[0064] 图1是针对加热炉中的某一段燃烧回路设计的，如果是不同的燃烧段，〇值修正的 计算可以根据实际情况，修改加权系数a，b来实现。如均热段因为受开关炉门频繁的影响， 〇 值应该相应偏小，这样才能减少因为炉头吸风造成的板坯氧化程度高的问题;预热段同样 也受开关炉门影响，但因为温度较低，产生的影响较小，因此σ值可以较均热段高一些。其中 Α:温度调节器输出；B=(FA/a)XK3;C=(FA/a)XKl;D = FFXaXK4;E = FFXaXK2;〇:燃烧 系数。
[0065] 以普通蓄热式工业加热炉为例，各段加权系数a、b的值如表2所示：
[0066] 表2: 「00671
~以上数据可以根据加热炉实际工艺情况进行调整。经过各_段〇值修正后，可以保证, 加热炉各段燃烧效率达到最佳。
[0069]具体实施例的系统框图参见图2。参见图2,本发明的利用高焦炉煤气热值实现加 热炉燃烧系数动态调整系统，其包括煤气加压站1、煤气加压站自动控制系统2、加热炉自动 燃烧自动控制系统3、加热炉4、残氧检测仪7、第一流量检测仪5及第二流量检测仪6;所述煤 气加压站1通过管道与加热炉4连接;所述煤气加压站自动控制系统2通过信号线连接分别 与煤气加压站1、加热炉自动燃烧自动控制系统3连接;加热炉自动燃烧自动控制系统3通过 信号线连接与加热炉的流量调节阀8连接;所述残氧检测仪7安装在加热炉的换热器前3± 0.1m的位置;第一流量检测仪5安装在高炉煤气鼓风机9与加热炉1之间；第二流量检测仪6 安装在焦炉煤气鼓风机10与加热炉1之间。图2中虚线表示信号走向，实线表示管道走向，QE 为残氧检测仪，FE为流量检测仪。首先高炉煤气(BFG)和焦炉煤气(C0G)分别从上工序送到 煤气加压站，在煤气加压站完成混合煤气的控制，包括各组分煤气流量控制、混合煤气压力 控制等，在煤气加压站自动控制系统中，根据采集到的实时BFG和COG的流量数据（由第一流 量计5和6测得），可以计算出每种煤气在混合煤气中的比例，根据计算出混合煤气的热值的 实时值，根据测算，计算的热值和人工手动化验的热值数据误差可以达到1.1%左右，该误 差能够满足加热炉对热值检测误差的要求。
[0070] 然后利用煤气加压站自动控制系统将计算出的热值数据转换成4~20mA电信号， 通过模拟量输出端口接到加热炉自动燃烧控制系统的模拟量输入端口，然后将信号通过加 热炉操作画面显示出来，同时数据信号接入加热炉各段的燃烧控制回路中，根据式(2)和式 (3)分别计算出热值动态偏差值和〇值修正因子，可以根据工艺情况动态地调整各段煤气流 量和空气流量，最终达到最佳的空燃配比，使燃烧效率达到最高。
[0071] 实践证明，本发明所设计的方法具有计算准确、实时性高、信号传递快速等特点， 同时具有提高煤气利用率、提高产品质量、减少空气污染、降低硬件成本、减少维护工作量 等一系列优点，可以极大地提高加热炉燃烧自动控制系统的稳定性。
[0072] 以上是对本发明具体实施例进行描述和说明，实施例应被认为只是示例性的，并 不用于对本发明进行限制，本发明应根据所附的权利要求进行解释。
【主权项】
1. 一种利用高焦炉煤气热值实现加热炉燃烧系数动态调整的方法，其特征在于:包括 以下步骤： S1:计算混合煤气热值动态变化:确定煤气各组分热值，其中BFG的热值为Μ，COG的热值 为N;确定煤气各组分含量，其中BFG的比例FiSBFG的流量，F2 为COG的流量;根据各煤气组分的含量，结合各组分煤气的热值，计算出混合煤气的热值Q大;将9上传至加热炉自动燃烧控制系统； S2:调整加热炉燃烧系数动态变化:确定煤气热值的动态偏差值QD = Q + qkcal/m3，q为 混合煤气热值标准值;在换热器前3±0.1m的位置安装残氧分析仪测量出燃烧过程中残余 的氧气含量γ ;得到加热炉炉内混合煤气的动态热值偏差值Qd和残氧含量数据γ，将这两 个参数按加权算法计算，得到加热炉各段燃烧系数σ值的修正因子S:S = QDXa+y Xb，其中 S为各段燃烧系数修正因子;a、b为加权系数，根据各段生产负荷变化情况进行调整;得到了 各段的S值，再与原来的燃烧系数〇值的进行比较，得到修正后的〇值， σ = (/+δ;其中(/为修 正前的燃烧系数，σ为修正后的燃烧系数;将σ值参与到串级并联双交叉限幅控制回路中，使 空气、煤气流量动态地响应残氧含量和混合煤气热值的变化情况。2. 根据权利要求1所述的利用高焦炉煤气热值实现加热炉燃烧系数动态调整的方法， 其特征在于:所述BFG的热值为Μ为800 ± 50kcal/m3，COG的热值为4500 ± 30kcal/m3。3. 根据权利要求1所述的利用高焦炉煤气热值实现加热炉燃烧系数动态调整的方法， 其特征在于:步骤S1还包括以下具体步骤:在煤气加压站自动控制系统上定义一个A0点，在 加热炉自动燃烧控制系统上定义一个AI点，将煤气加压站自动控制系统上计算得到的热值 数据转换成4~20mA信号，然后通过一根电缆线接到加热炉自动燃烧控制系统定义好的AI 点上，经过系统转换成热值信号;在加热炉自动燃烧控制系统的显示转换后的热值信号，提 示操作工来气的Q值变化情况。4. 根据权利要求1所述的利用高焦炉煤气热值实现加热炉燃烧系数动态调整的方法， 其特征在于:所述残氧分析仪测量为直插式氧化锆分析仪，其工作原理是当被测气体通过 传感器进入氧化锆管内侧时，空气通过自然对流进入传感器的外侧，当锆管内外侧的氧浓 度不同的时候在氧化错管内外侧产生氧浓差电势，输出的氧浓差电势和传感器的工作温度 以及氧气浓度呈函数对应关系，从而测量出燃烧过程中残余的氧气含量γ，其测量范围在〇 ~20%之内。5. 根据权利要求1所述的利用高焦炉煤气热值实现加热炉燃烧系数动态调整的方法， 其特征在于:预热段中a为1.6，b为2.1;预热段中a为1.8，b为2.3;均热段中a为1.3，b为2.0。
【专利摘要】本发明涉及一种利用高焦炉煤气热值实现加热炉燃烧系数动态调整的方法，其包括以下步骤：S1：计算混合煤气热值动态变化：确定煤气各组分热值；确定煤气各组分含量；根据各煤气组分的含量，结合各组分煤气的热值，计算出混合煤气的热值Q大小；S2：调整加热炉燃烧系数动态变化：得到加热炉炉内混合煤气的动态热值偏差值QD和残氧含量数据γ，将这两个参数按加权算法计算，得到加热炉各段燃烧系数σ值的修正因子δ；得到修正后的σ值，σ=σ′+δ；将σ值参与到串级并联双交叉限幅控制回路中，使空气、煤气流量动态地响应残氧含量和混合煤气热值的变化情况。本发明具有以下优点：控制效果显著提高；降低硬件成本；提高了产品质量，减少人工成本。
【IPC分类】G05B13/04
【公开号】CN105676648
【申请号】CN201610213074
【发明人】陈文仪
【申请人】厦门大学嘉庚学院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月7日